【手続補正書】
【提出日】平成18年5月19日(2006.5.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】撮像装置及びその制御方法
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】  光電変換素子とその読み出し回路とを含む複数の画素を２次元配列して構成される撮像画素部と、前記撮像画素部を垂直方向に走査する垂直走査手段と、前記撮像画素部を水平方向に走査する水平走査手段と、前記垂直走査手段及び水平走査手段のタイミングを制御して前記撮像画素部における露光動作及び信号読み出し動作を実行する制御手段とを具備し、
前記制御手段は、所定の照明周波数に対応して各垂直期間内で連続する所定の露光期間を設定するとともに、さらに前記所定の露光期間と垂直同期周波数との位相差によって決定される所定の分割基数を選択し、前記露光期間を分割基数の整数倍で割ることによって決定される各分割点を起点とする同時または略同時の露光動作及び信号読み出し動作を行ない、その読み出した信号を各画素毎に加算して撮像信号を生成するモードを有している、
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】  前記所定の照明周波数は、装置固有の垂直同期周波数に対して異なる周波数であることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】  前記垂直同期周波数が６０Ｈｚ系の撮像装置であって、各垂直区間に連続した１／１００秒の露光期間を有し、前記１／１００秒の露光期間内で分割基数３×ｎ（ｎは正の整数）で決定される分割点を起点とする同時または略同時の露光動作及び信号読み出し動作を行う第１のモードを有することを特徴とする請求項２記載の撮像装置。
【請求項４】  前記照明周波数が６０Ｈｚである場合に、前記第１のモードをオフし、露光時間を１／１２０Ｈｚまたは１／６０Ｈｚとして露光動作を行なう第２のモードを有することを特徴とする請求項３記載の撮像装置。
【請求項５】  前記照明周波数を検出する検出手段を有し、前記検出手段によって照明周波数が６０Ｈｚであると検出された場合に前記第２のモードを選択することを特徴とする請求項４記載の撮像装置。
【請求項６】  前記照明周波数に関する情報を入力する入力手段を有し、前記入力手段からの入力によって照明周波数が６０Ｈｚであると判定された場合に前記第２のモードを選択することを特徴とする請求項４記載の撮像装置。
【請求項７】  前記第１のモードにおいて、信号読み出し動作のタイミングを１垂直期間毎に０．００１／６０秒ずつ進相方向にシフトしていくことを特徴とする請求項３記載の撮像装置。
【請求項８】  前記垂直同期周波数が５０Ｈｚ系の撮像装置であって、各垂直区間に連続した１／６０秒または１／１２０秒の露光期間を有し、前記１／６０秒または１／１２０秒の露光期間内で分割基数５×ｎ（ｎは正の整数）で決定される分割点を起点とする同時または略同時の露光動作及び信号読み出し動作を行う第１のモードを有することを特徴とする請求項２記載の撮像装置。
【請求項９】  前記照明周波数が５０Ｈｚである場合に、前記第１のモードをオフし、露光時間を１／５０Ｈｚとして露光動作を行なう第２のモードを有することを特徴とする請求項８記載の撮像装置。
【請求項１０】  前記照明周波数を検出する検出手段を有し、前記検出手段によって照明周波数が５０Ｈｚであると検出された場合に前記第２のモードを選択することを特徴とする請求項９記載の撮像装置。
【請求項１１】  前記照明周波数に関する情報を入力する入力手段を有し、前記入力手段からの入力によって照明周波数が５０Ｈｚであると判定された場合に前記第２のモードを選択することを特徴とする請求項９記載の撮像装置。
【請求項１２】  光電変換素子とその読み出し回路とを含む複数の画素を２次元配列して構成される撮像画素部と、前記撮像画素部を垂直方向に走査する垂直走査手段と、前記撮像画素部を水平方向に走査する水平走査手段と、前記垂直走査手段及び水平走査手段のタイミングを制御して前記撮像画素部における露光動作及び信号読み出し動作を実行する制御手段とを具備し、
前記制御手段は、所定の照明周波数に対応して各垂直期間内で連続する所定の露光期間を設定するとともに、さらに前記所定の露光期間内で等間隔にｍ（ｍは正の整数）本の同時走査または略同時走査を行ない、各走査によって読み出された信号を各画素毎に加算して撮像信号を生成するモードを有し、
前記モードにおいて、各垂直周期毎に垂直区間に対する露光区間の位相を、任意の整数をｋ、任意の係数をαとした場合に、
（露光期間／２ｍ）×２ｋ＋αとなる第１の位相と、
（露光期間／２ｍ）×（２ｋ＋１）＋αとなる第２の位相と、
のいずれか一方を選択して露光制御を行なう、
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項１３】  前記所定の照明周波数は、装置固有の垂直同期周波数に対して異なる周波数であることを特徴とする請求項１２記載の撮像装置。
【請求項１４】  前記第１の位相と第２の位相とを垂直期間毎に交互に切り替えて露光制御を行なうことを特徴とする請求項１２記載の撮像装置。
【請求項１５】  前記垂直同期周波数が６０Ｈｚ系の撮像装置であって、各垂直区間に連続した１／１００秒の露光期間を有し、前記ｍが３の倍数であることを特徴とする請求項１３記載の撮像装置。
【請求項１６】  前記垂直同期周波数が５０Ｈｚ系の撮像装置であって、各垂直区間に連続した１／６０秒または１／１２０秒の露光期間を有し、前記ｍが５の倍数であることを特徴とする請求項１３記載の撮像装置。
【請求項１７】  光電変換素子とその読み出し回路とを含む複数の画素を２次元配列して構成される撮像画素部と、前記撮像画素部を垂直方向に走査する垂直走査手段と、前記撮像画素部を水平方向に走査する水平走査手段と、前記垂直走査手段及び水平走査手段のタイミングを制御して前記撮像画素部における露光動作及び信号読み出し動作を実行する制御手段とを具備し、
前記制御手段は、画面の垂直方向の上部から下部までのスキャン時間をＴ（Ｔ≦１垂直周期）とした場合に、画面内でＮ個（Ｎは２以上の整数）の同時または略同時の露光動作及び信号読み出し動作を行ない、かつ、そのＮ個のスキャン間隔をＴ／Ｎとし、その読み出した信号を各画素毎に加算して撮像信号を生成するモードを有している、
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項１８】  前記垂直同期周波数が６０Ｈｚ系の撮像装置であって、前記スキャン時間Ｔが１／１００秒であることを特徴とする請求項１７記載の撮像装置。
【請求項１９】  前記垂直同期周波数が５０Ｈｚ系の撮像装置であって、前記スキャン時間Ｔが１／６０秒または１／１２０秒であることを特徴とする請求項１７記載の撮像装置。
【請求項２０】  前記垂直同期周波数が６０Ｈｚ系の撮像装置であって、前記Ｎが３の倍数であることを特徴とする請求項１７記載の撮像装置。
【請求項２１】  前記垂直同期周波数が５０Ｈｚ系の撮像装置であって、前記Ｎが５の倍数であることを特徴とする請求項１７記載の撮像装置。
【請求項２２】 光電変換素子とその読み出し回路とを含む複数の画素を２次元配列して構成される撮像画素部と、前記撮像画素部を垂直方向に走査する垂直走査手段と、前記撮像画素部を水平方向に走査する水平走査手段と、前記垂直走査手段及び水平走査手段のタイミングを制御して前記撮像画素部における露光動作及び信号読み出し動作を実行する制御手段とを具備した撮像装置の制御方法であって、
所定の照明周波数に対応して各垂直期間内で連続する所定の露光期間を設定するとともに、さらに前記所定の露光期間と垂直同期周波数との位相差によって決定される所定の分割基数を選択し、前記露光期間を分割基数の整数倍で割ることによって決定される各分割点を起点とする同時または略同時の露光動作及び信号読み出し動作を行ない、その読み出した信号を各画素毎に加算して撮像信号を生成する、
ことを特徴とする撮像装置の制御方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体基板上に２次元配列された複数の画素毎に光電変換素子と読み出し回路を設け、これを垂直走査手段と水平走査手段によって走査することによって撮像信号を出力するように構成されたいわゆるＣＭＯＳイメージセンサ等の撮像装置及びその制御方法に関し、特に蛍光灯等の周期的変動を伴う照明光源下で撮影した際に出力画面上に生じる各種ノイズを除去または軽減することが可能な撮像装置及びその制御方法に関するものである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、その目的は、ＣＭＯＳイメージセンサ等の撮像装置及びその制御方法について、周波数変動を伴う照明下の撮影時におけるフリッカ、リップルの発生を抑制でき、また、移動体撮影時の歪みを軽減することが可能な撮像装置及びその制御方法を提供することにある。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明は、光電変換素子とその読み出し回路とを含む複数の画素を２次元配列して構成される撮像画素部と、前記撮像画素部を垂直方向に走査する垂直走査手段と、前記撮像画素部を水平方向に走査する水平走査手段と、前記垂直走査手段及び水平走査手段のタイミングを制御して前記撮像画素部における露光動作及び信号読み出し動作を実行する制御手段とを具備し、前記制御手段は、所定の照明周波数に対応して各垂直期間内で連続する所定の露光期間を設定するとともに、さらに前記所定の露光期間と垂直同期周波数との位相差によって決定される所定の分割基数を選択し、前記露光期間を分割基数の整数倍で割ることによって決定される各分割点を起点とする同時または略同時の露光動作及び信号読み出し動作を行ない、その読み出した信号を各画素毎に加算して撮像信号を生成するモードを有していることを特徴とする。また、本発明は、光電変換素子とその読み出し回路とを含む複数の画素を２次元配列して構成される撮像画素部と、前記撮像画素部を垂直方向に走査する垂直走査手段と、前記撮像画素部を水平方向に走査する水平走査手段と、前記垂直走査手段及び水平走査手段のタイミングを制御して前記撮像画素部における露光動作及び信号読み出し動作を実行する制御手段とを具備した撮像装置の制御方法であって、所定の照明周波数に対応して各垂直期間内で連続する所定の露光期間を設定するとともに、さらに前記所定の露光期間と垂直同期周波数との位相差によって決定される所定の分割基数を選択し、前記露光期間を分割基数の整数倍で割ることによって決定される各分割点を起点とする同時または略同時の露光動作及び信号読み出し動作を行ない、その読み出した信号を各画素毎に加算して撮像信号を生成することを特徴とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明の撮像装置及びその制御方法では、例えば垂直同期周波数と異なる所定の照明周波数を有する照明下で撮影を行なう場合に、その所定の照明周波数に対応して各垂直期間内で連続する所定の露光期間を設定するとともに、さらに所定の露光期間と垂直同期周波数との位相差によって決定される所定の分割基数を選択し、露光期間を分割基数の整数倍で割ることによって決定される各分割点を起点とする同時または略同時の露光動作及び信号読み出し動作を行ない、その読み出した信号を各画素毎に加算して撮像信号を生成することにより、フリッカやリップルの発生を防止または抑制でき、画質の向上を図ることが可能となる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による撮像装置及びその制御方法の実施の形態について説明する。
なお、以下に説明する実施の形態は、本発明の好適な具体例であり、技術的に好ましい種々の限定が付加されているが、本発明の範囲は、以下の説明において、特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限定されないものとする。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の撮像装置及びその制御方法では、例えば垂直同期周波数と異なる所定の照明周波数を有する照明下で撮影を行なう場合に、その所定の照明周波数に対応して各垂直期間内で連続する所定の露光期間を設定するとともに、さらに所定の露光期間と垂直同期周波数との位相差によって決定される所定の分割基数を選択し、露光期間を分割基数の整数倍で割ることによって決定される各分割点を起点とする同時または略同時の露光動作及び信号読み出し動作を行ない、その読み出した信号を各画素毎に加算して撮像信号を生成することにより、フリッカやリップルの発生を防止または抑制でき、画質の向上を図ることが可能となる。